專利名稱：撓性與剛性雙模軟管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及撓性軟管，具體涉及具有可互換的撓性模式與剛性模式的通用軟管。
背景技術(shù)：
室內(nèi)沐浴主要有兩種即淋浴器沐浴及浴缸沐浴。在兩種情況下，使用者均可通過一個(gè)淋浴頭噴射水，該淋浴頭通過一個(gè)淋浴軟管連接到自來水總管。連接到淋浴頭的淋浴軟管有兩種。第一種是一個(gè)用于大部分淋浴器沐浴并被擰在淋浴升管頂端的固定淋浴頭。第二種包括一個(gè)可通過樞接點(diǎn)在剛性連接件之間移動(dòng)的淋浴軟管延伸部。這兩種類型在現(xiàn)有技術(shù)中均為眾所周知。
所述淋浴軟管延伸部是撓性的且通常設(shè)置有允許使用者在沐浴時(shí)懸掛噴頭的把持部。已研制出一些支撐件，作為一個(gè)例子，Knapp在名稱為“用于淋浴的可調(diào)整支撐件”的美國(guó)專利第6,276,003號(hào)中揭示了一種淋浴支撐件。該用于淋浴的可調(diào)整支撐件包括一個(gè)大致安裝在垂直位置的桿，該桿在其中點(diǎn)附近被一個(gè)一體成型有混合閥手柄裝置的支撐架支撐。這種及其它相似類型的支撐件僅可使使用者沿一個(gè)方向調(diào)整淋浴頭。
淋浴軟管由為組裝更為撓性及舒適的淋浴管而研制的中空的管節(jié)組成。Tzong在名稱為“具有多個(gè)結(jié)合點(diǎn)的撓性管”的美國(guó)專利第5,620,352號(hào)及名稱為“由重復(fù)的部件組成的撓性管”的英國(guó)專利第“2,317,641號(hào)中揭示了由結(jié)合的管節(jié)組成的軟管的增強(qiáng)的撓性及應(yīng)用。撓性管包括多個(gè)結(jié)合件，每一個(gè)結(jié)合件具有一個(gè)形成在球形部分與半球形部分之間的減小了直徑的頸部，這些結(jié)合件具有一中空通道。
曾經(jīng)有人試圖研制一種由結(jié)合件組成的允許使用者調(diào)整淋浴頭3-D定位的可調(diào)整淋浴軟管。Smeltzer在名稱為“自支撐的可重新配置軟管”的美國(guó)專利第6,164,570號(hào)中揭示了可配置軟管的一個(gè)例子。該可重新配置的自支撐軟管允許使用者選擇噴頭的位置以及噴頭或淋浴頭的水的噴射方向。淋浴頭的位置及自淋浴頭的噴射方向可以調(diào)整以保持在理想位置，直至使用者進(jìn)行修正。Hollinshead在名稱為“撓性淋浴臂組件”的美國(guó)專利第6,614,569號(hào)中揭示了另一個(gè)例子。該授予專利權(quán)的撓性淋浴臂組件允許使用者通過設(shè)置固定在水源與水分配器之間的淋浴臂的形狀在三個(gè)方向重復(fù)調(diào)整淋浴頭的位置。基于所述專利文獻(xiàn)所揭示的原理的軟管是比較剛性的結(jié)構(gòu)，可以通過在軟管的組件上施加作用力而手工重新設(shè)定構(gòu)型。這些類型的結(jié)構(gòu)僅能用于相對(duì)短的臂，且如果結(jié)合件松弛就不能保持管的理想結(jié)構(gòu)。
需要一種可以從完全撓性轉(zhuǎn)變成完全剛性的軟管，使該軟管根據(jù)特定需要可以簡(jiǎn)單地重新成形一3D結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的軟管可以用于其它的應(yīng)用，如電線通道或其它需要從一端傳輸?shù)搅硪欢说慕饘倬€。這些應(yīng)用的一個(gè)例子是需要時(shí)可變成剛性模式且可以撓性模式時(shí)從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪坏胤降柠溈孙L(fēng)軟管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在撓性模式與剛性模式之間簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換的撓性與剛性雙模軟管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種允許使用者在任何方向或高度將撓性管轉(zhuǎn)換成剛性管以使使用者能夠在任何方向?qū)б畤娚涞膿闲耘c剛性雙模軟管。
本發(fā)明的又一目的是提供一種撓性與剛性雙模軟管，其撓性模式與剛性模式之間的轉(zhuǎn)換是以機(jī)械方式或液壓方式致動(dòng)的。
本發(fā)明的再一目的是提供一種由毗連接合的結(jié)合件組成的撓性與剛性雙模軟管，所述結(jié)合件是設(shè)計(jì)用于較長(zhǎng)的軟管。
本發(fā)明一較佳實(shí)施方式提供一種撓性與剛性雙模軟管，該雙模軟管包括多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件，這些中空結(jié)合件限定了一個(gè)具有第一端、第二端及加長(zhǎng)中空部的軟管；一個(gè)穿過所述加長(zhǎng)中空部并從所述第一端延伸到所述第二端的撓性管；一個(gè)從所述第一端延伸到所述第二端的張力裝置，所述張力裝置具有第一低張力狀態(tài)及第二高張力狀態(tài)，在第一低張力狀態(tài)內(nèi)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件中的每一個(gè)相對(duì)于相鄰的中空結(jié)合件旋轉(zhuǎn)，在第二高張力狀態(tài)內(nèi)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件被一起受力而使中空的結(jié)合件之間大致沒有相對(duì)移動(dòng)；用于在所述張力裝置上施加不同張力的致動(dòng)裝置；在第一低張力狀態(tài)，雙模軟管是撓性模式，在第二高張力狀態(tài)，雙模軟管保持剛性狀態(tài)。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述撓性管用于傳輸流體。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述致動(dòng)裝置是機(jī)械致動(dòng)器。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述致動(dòng)裝置是液壓致動(dòng)器。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述致動(dòng)裝置是與自來水總管流體連接的線性液壓致動(dòng)器，所述張力裝置是一根線纜，線性液壓致動(dòng)器內(nèi)設(shè)置有一個(gè)與所述線纜連接的可移動(dòng)活塞，所述可移動(dòng)活塞的移動(dòng)響應(yīng)于所述線性液壓致動(dòng)器內(nèi)水的路徑。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，設(shè)置有一個(gè)選擇器，所述選擇器用于控制到所述線性液壓致動(dòng)器的水流以控制所述可移動(dòng)活塞的移動(dòng)。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述自來水總管通過將所述線性液壓致動(dòng)器旁路的旁路管向所述撓性管供水。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述多個(gè)毗連接合的具有鼻部?jī)?nèi)的第三端及第二部?jī)?nèi)的第四端的中空結(jié)合件中至少一個(gè)是由位于第三端的球面及所述鼻部的外部環(huán)形圓柱面、一個(gè)位于所述鼻部與所述第二部之間的球形外表面、一個(gè)位于第四端的環(huán)形錐面及一個(gè)圓柱形內(nèi)表面及所述第二部?jī)?nèi)的內(nèi)部球形肩部限定。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述多個(gè)毗連接合的具有鼻部?jī)?nèi)的第三端及第二部?jī)?nèi)的第四端的中空結(jié)合件中至少一個(gè)是由位于第三端的凸面及所述鼻部的外部環(huán)形圓柱面、一個(gè)位于所述鼻部與所述第二部之間的球形外表面、一個(gè)位于第四端的環(huán)形錐面及一個(gè)圓柱形內(nèi)表面及所述第二部?jī)?nèi)的內(nèi)部凹入肩部限定。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述凸面大致平行于所述內(nèi)部凹入肩部。
此外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述凸面與所述內(nèi)部凹入肩部大致垂直。
另外，在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式中，所述雙模軟管一端連接到淋浴頭且第二端連接到自來水總管。
附圖的簡(jiǎn)要說明為了更好地理解本發(fā)明及其實(shí)際應(yīng)用，如下附圖作為參考。同一元件使用同一標(biāo)號(hào)。
需要指明的是附圖僅作為示例及較佳實(shí)施方式，并不限制由說明書及權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。


圖1示出裝有本發(fā)明較佳實(shí)施方式機(jī)械致動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的浴缸；圖2是圖1所示機(jī)械致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管兩端的橫剖面圖；
圖3是圖1所示機(jī)械致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管兩端的分解圖；圖4是圖1所示機(jī)械致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管處于釋放狀態(tài)時(shí)的局部橫剖面圖；圖5是圖1所示機(jī)械致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管處于鎖扣狀態(tài)時(shí)的局部橫剖面圖；圖6示出裝有本發(fā)明較佳實(shí)施方式流體致動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的浴缸；圖7是圖6所示流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管兩端的橫剖面圖；圖8是圖6所示流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管兩端的分解圖；圖9a是圖6所示液壓致動(dòng)器處于允許管的撓性時(shí)的橫剖面圖；圖9b是圖9a所示液壓致動(dòng)器處于將管保持在剛性狀態(tài)時(shí)的視圖。
圖10是使用在圖6所示液壓致動(dòng)器內(nèi)的線性選擇器的放大圖；圖11a是本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式液壓致動(dòng)器處于保持管的剛性狀態(tài)時(shí)的橫剖面圖；圖11b是圖11a所示液壓致動(dòng)器處于保持管撓性時(shí)的視圖；圖11c是圖11d所示液壓致動(dòng)器的D-D剖面圖；圖11d是圖11a-c所示液壓致動(dòng)器的立體圖；圖12-17表示接合在本發(fā)明較佳實(shí)施方式撓性與剛性雙模軟管中的不同類型的中空結(jié)合件；圖18-19表示接合在本發(fā)明較佳實(shí)施方式的管中的兩種類型的結(jié)合件；圖20表示一裝有本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的浴缸；圖21表示一裝有本發(fā)明較佳實(shí)施方式流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的淋浴器；圖22表示一裝有本發(fā)明較佳實(shí)施方式流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的洗滌槽；圖23a-b是一以兩種操作模式組成在本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式軟管裝置的內(nèi)的選擇器的橫剖面圖；圖23-26是組成在本發(fā)明較佳實(shí)施方式管裝置內(nèi)的液壓致動(dòng)器的橫剖面圖。
較佳實(shí)施方式本發(fā)明提供一種新的獨(dú)特的撓性與剛性雙模軟管，該雙模軟管可用于很寬的應(yīng)用范圍，在這些應(yīng)用場(chǎng)合，使用者可容易地將撓性軟管或臂轉(zhuǎn)換成剛性管。例如，本發(fā)明的雙模軟管可用作用在淋浴器或浴缸內(nèi)的手持淋浴臂。這種撓性與剛性雙模軟管可用作撓性模式，在此模式期間，在使用者想解放手并固定軟管的任何情況下，雙模軟管可以以任何形狀“凝固”成剛性模式。撓性模式與剛性模式之間的轉(zhuǎn)換非常簡(jiǎn)單。使用者可以在將水向一期望方向噴射且淋浴頭位于一個(gè)適宜的高度時(shí)轉(zhuǎn)換模式。使用者可以在需要的任何情況下重新設(shè)置軟管的形狀或返回?fù)闲阅Ｊ健?br> 本發(fā)明的撓性與剛性雙模軟管包括多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件，這些結(jié)合件形成一個(gè)由第一端及第二端限定的管。一個(gè)撓性軟管穿過所述結(jié)合件的中空部并從第一端延伸到第二端，然而，除傳輸水以外，軟管可以用作其它用途的通道。撓性軟管用于將水從管的一端傳輸至另一端。雙模軟管還包括也從第一端延伸到第二端的張力裝置。所述張力裝置具有兩個(gè)極端位置，其中，在第一個(gè)位置時(shí)，張力裝置在接合的結(jié)合件之間保持低的張力。接合的結(jié)合件之間的低的張力將雙模軟管保持在撓性模式。在張力裝置的第二個(gè)位置時(shí)，接合的結(jié)合件一起受力以大致排除結(jié)合件之間的相對(duì)移動(dòng)，雙模軟管即變成剛性。
裝設(shè)有致動(dòng)裝置以允許低張力狀態(tài)與高張力狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。這里揭示了兩個(gè)較佳的致動(dòng)裝置一個(gè)機(jī)械致動(dòng)器及一個(gè)液壓致動(dòng)器。該機(jī)械致動(dòng)器包括一個(gè)使張力裝置在釋放位置與張緊位置之間交替的推拉手柄，這里，張力裝置是一根線纜。在流體機(jī)構(gòu)內(nèi)，水的壓力驅(qū)動(dòng)張力裝置。
在本發(fā)明的一種情況中，一個(gè)機(jī)械致動(dòng)器被用于從撓性模式到剛性模式轉(zhuǎn)換撓性與剛性雙模軟管，反之亦然。
圖1所示是具有本發(fā)明較佳實(shí)施方式機(jī)械驅(qū)動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的浴缸。淋浴臂組件50包括連接自來水總管與淋浴頭41的雙模軟管30，桿40控制來自于總管的水的流動(dòng)。雙模軟管30由設(shè)置有機(jī)械致動(dòng)器90的第一端31及與淋浴頭41連接的第二端32限定。雙模軟管30是由毗連接合的中空結(jié)合件所構(gòu)成，這些結(jié)合件將在后面作全面解釋。
圖2及圖3所示分別為圖1所示的機(jī)械致動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的兩端的橫剖面圖及分解圖。雙模軟管30包括多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件35及36，這些中空結(jié)合件具有錐形的形狀，以使每個(gè)后續(xù)結(jié)合件部分螺入相鄰結(jié)合件的中空部分。一撓性管43穿過雙模軟管30中形成的孔，其中，水通過撓性管43從自來水總管流到淋浴頭41。一線纜38以與撓性管43大致同軸的方式設(shè)置在撓性管43內(nèi)。線纜38用作張力裝置。將線纜38固定連接在第二端32處。線纜38上設(shè)置有一線纜抓爪器47，該抓爪器47被穩(wěn)固地保持在與淋浴頭41連接的連接螺紋42內(nèi)。一個(gè)打孔的固持螺母58及一個(gè)墊圈52將線纜抓爪器47限制在一個(gè)固定平臺(tái)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
線纜38的另一端可以移動(dòng)，因此，該端與機(jī)械致動(dòng)器90相連接。機(jī)械致動(dòng)器90包括一個(gè)外部固定的管37及一個(gè)內(nèi)部可移動(dòng)的管45，其中，線纜抓爪器500通過凸緣螺母48以與外部管37同軸方式保持在外部管37內(nèi)。外部管37與內(nèi)部管45均設(shè)有相應(yīng)的孔及槽，用于使桿39能夠繞穿過孔59及相應(yīng)的槽78的銷56樞接及允許內(nèi)部管45在外部管37內(nèi)線性移動(dòng)。桿39的兩側(cè)設(shè)置有兩臂部54，該兩臂部54繞插入外部管37的槽79及內(nèi)部管45的槽77的銷55樞轉(zhuǎn)。銷57連接臂部54及桿39。內(nèi)部管45通過擰在凸緣螺母48上的外部螺紋85及擰在可調(diào)節(jié)的帽部46上的外部螺紋86被限制在外部管37內(nèi)。圓盤51裝設(shè)在可調(diào)節(jié)的帽部46上。
為了更好的理解桿39的機(jī)構(gòu)，圖4及圖5所示分別為圖1所示撓性與剛性雙模軟管的機(jī)械致動(dòng)器釋放及鎖扣狀態(tài)的局部橫剖面圖。在圖4中，桿39處于釋放狀態(tài)而線纜38處于低的拉緊狀態(tài)。為了在線纜38上施加張力，桿39繞銷56樞轉(zhuǎn)以使臂部54繞銷57樞轉(zhuǎn)進(jìn)而迫使銷55在槽79內(nèi)線性滑動(dòng)。銷55的線性移動(dòng)推動(dòng)可調(diào)節(jié)的帽部46進(jìn)而拉內(nèi)部管45及線纜38，以在線纜上建立高的張力(高張力狀態(tài))。
回過來參照?qǐng)D2及圖3，當(dāng)線纜38處于高的張力狀態(tài)時(shí)，中空結(jié)合件35及36一起受力進(jìn)入一個(gè)位置，在該位置時(shí)，結(jié)合件之間大致沒有相互移動(dòng)。在此狀態(tài)，雙模軟管30是剛性的。當(dāng)處于低的張力狀態(tài)時(shí)，中空結(jié)合件35及36中的一個(gè)可以相對(duì)于其后續(xù)的結(jié)合件移動(dòng)，以建立一個(gè)撓性軟管。
外部管37的側(cè)面上設(shè)有孔501。從水龍頭502分流的水源通過一個(gè)淋浴管螺母34、一個(gè)襯套53及一個(gè)墊圈52連接到孔501。來自淋浴管螺母34的水流經(jīng)外部管37的一部并流入撓性管43再通過淋浴頭41噴射。
在本發(fā)明的另一種情況中，撓性模式與剛性模式之間的轉(zhuǎn)換是流體致動(dòng)。來自于自來水總管的水的壓力用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)流盤，該導(dǎo)流盤具有一個(gè)使張力作用于張力裝置以建立剛性模式的位置及一個(gè)大致沒有張力作用于張力裝置以建立雙模軟管的撓性模式的位置。
圖6所示是具有本發(fā)明該較佳實(shí)施方式流體致動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的浴缸。淋浴臂組件25與浴缸的桿40合成一體。淋浴臂組件25包括一個(gè)連接自來水總管與淋浴頭41的雙模軟管30，桿40控制來自于總管的水的流動(dòng)。雙模軟管30由設(shè)有液壓致動(dòng)器100的第一端31及與淋浴頭41連接的第二端32限定。雙模軟管30與前面所述的較佳圖7及8所示分別為圖6所示的流體致動(dòng)的撓性與剛性雙模軟管的兩端的橫剖面圖及分解圖。第二端32及其與淋浴頭41的連接與前面所述的較佳實(shí)施方式相似。第一端31與一個(gè)液壓致動(dòng)器100相連接，該液壓致動(dòng)器100用于將線纜38從雙模軟管處于撓性狀態(tài)的低張力狀態(tài)轉(zhuǎn)換成雙模軟管處于剛性狀態(tài)的高張力狀態(tài)，反之亦然。
液壓致動(dòng)器100包括一個(gè)容納可移動(dòng)活塞103的殼體102?；钊?03將殼體102分成一個(gè)上腔105b及一個(gè)下腔105a?；钊O(shè)有通過線纜抓爪器500及螺母48與線纜38連接的柄104，螺母48通過外部螺紋107擰在柄104上?；钊?03上裝有一個(gè)防止水通過活塞圓周流動(dòng)的墊圈108?；钊?04也裝有一個(gè)墊圈109。通過淋浴管螺母34的來自于自來水總管的水通過將液壓致動(dòng)器100旁路并流到撓性管43的旁路管112部分導(dǎo)向。導(dǎo)入液壓致動(dòng)器100的腔室105a或者105b中的水推動(dòng)活塞在腔室之間移動(dòng)，每一個(gè)腔室的容積根據(jù)活塞的移動(dòng)而改變。
為了更好的理解流體機(jī)構(gòu)，現(xiàn)參照?qǐng)D9a及圖9b，圖9a所示是圖7所示液壓致動(dòng)器允許管撓性時(shí)的橫剖面圖，圖9b所示是圖9a所示液壓致動(dòng)器處于將管保持在剛性狀態(tài)時(shí)的狀態(tài)。來自于自來水總管的水通過一個(gè)線性選擇器150流過液壓致動(dòng)器100。使用者可以使用選擇器150選擇管的選擇模式，這將在后面作詳細(xì)地描述。在圖9b中，來自于總管的水壓力朝向腔室105b且活塞靠近殼體蓋161。線纜38被保持在高的張力狀態(tài)，以將中空結(jié)合件35及36壓在一起使它們之間大致沒有相對(duì)移動(dòng)。中空結(jié)合件的這種定位將雙模軟管保持在剛性狀態(tài)。圖9a所示是當(dāng)水迫使活塞遠(yuǎn)離殼體蓋161移動(dòng)時(shí)的活塞103定位。選擇器150將水導(dǎo)入腔室105a，腔室105a此時(shí)充滿了水。在這種狀態(tài)時(shí)，線纜38釋放并允許中空結(jié)合件35及36之間的自由度，以保持雙模軟管30的撓性模式。
為了更好的理解選擇器的作用，圖10所示是用在圖7所示液壓致動(dòng)器中的線性選擇器的放大圖。選擇器150用于將水導(dǎo)引到活塞的相應(yīng)側(cè)邊以選擇雙模軟管的模式。幾個(gè)水通道通過選擇器殼體152。一個(gè)水入口腔164與自來水總管相連接并流體連通一個(gè)受壓水入口158與一個(gè)安裝在入口腔164內(nèi)的止回閥200(該止回閥在圖7及9中被清楚地展示)。一個(gè)第一受壓出口159及一個(gè)第二受壓出口160分別與液壓致動(dòng)器100的腔室105a及105b流體連通。殼體152還設(shè)有一個(gè)第一排出口156及一個(gè)第二排出口157。
一裝在殼體152內(nèi)的柱塞152可以移動(dòng)，以如下方式限定通過選擇器150的水流在第一種操作模式，柱塞151被推到如圖9b所示的活塞位置。在該位置，入口腔室164通過出口160與管連接線路113流體連通。排出口157被流體阻塞而排出口156與出口159流體連通。在第二種模式，柱塞151被拉出到如圖9a所示的位置。在這種狀態(tài)，入口腔164與出口159流體連通而排出口156被流體阻塞且排出口157與出口160流體連通。選擇器150裝有六個(gè)密封墊162及五個(gè)穿孔隔套163。
其它選擇器如旋轉(zhuǎn)選擇器或線性與旋轉(zhuǎn)結(jié)合選擇器均可用在本發(fā)明的液壓致動(dòng)器內(nèi)。圖23a-b是一個(gè)旋轉(zhuǎn)選擇器兩種操作模式的橫剖面圖。旋轉(zhuǎn)選擇器350包括一個(gè)具有內(nèi)部環(huán)形面的殼體352，該內(nèi)部環(huán)形面上設(shè)有幾個(gè)水通道流體入口353、流體出口354及357及流體排出口355及356。殼體352裝有可以通過桿360旋轉(zhuǎn)的手工旋轉(zhuǎn)閥351。兩種操作模式可以通過使用旋轉(zhuǎn)選擇器350建立圖23a所示是入口353通過通道359與出口357流體連通的第一種操作模式。排出口356被流體阻塞且排出口355通過通道358與出口354流體連通。在圖23b所示的模式中，入口353通過通道358與出口354流體連通，排出口355被流體阻塞且排出口356通過通道359與出口357流體連通。連接旋轉(zhuǎn)選擇器350到液壓致動(dòng)器100可使使用者對(duì)其撓性與剛性雙模軟管的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
回過來參照?qǐng)D9a及b，剛性模式與撓性模式之間的轉(zhuǎn)換如下為了獲得撓性模式，將柱塞151向外拉。經(jīng)止回閥200供應(yīng)的受壓水通過出口159流入腔室105a以迫使活塞103遠(yuǎn)離殼體蓋161移動(dòng)，同時(shí)，來自腔室105b的水通過出口157流出。結(jié)果，線纜38釋放使中空結(jié)合件35、36可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)而使雙模軟管30處于撓性模式。為了轉(zhuǎn)換成剛性模式，將柱塞151向內(nèi)推而使經(jīng)止回閥200供應(yīng)的受壓水通過管線113與腔室105b相連通，以迫使活塞103朝向殼體蓋161。將來自腔室105a的水通過排出口156排出，由于止回閥的原因，腔室105b內(nèi)的水不能被排出。結(jié)果，張力作用在線纜38上，使中空的結(jié)合件35、36相互之間沒有相對(duì)移動(dòng)地堆疊在一起而建立一個(gè)剛性軟管。
當(dāng)水的供應(yīng)停止時(shí)，水不會(huì)自腔室105b排出。這確保了通過閥40將水關(guān)閉時(shí)雙模軟管30停留在其剛性模式而不會(huì)折疊。使用者可以一受控方式返回?fù)闲阅Ｊ健?br> 現(xiàn)在參照?qǐng)D11a及圖11b，圖11a所示是本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式的并處于保持管剛性的狀態(tài)的液壓致動(dòng)器的橫剖面圖，圖11b所示是圖11a所示并處于允許管的撓性的狀態(tài)的液壓致動(dòng)器。液壓致動(dòng)器250大致與致動(dòng)器100相似，然而，液壓體致動(dòng)器250內(nèi)，活塞盤253是靜止的而缸殼體252可以線性移動(dòng)?；钊w上設(shè)有使選擇器150內(nèi)的水流與液壓致動(dòng)器250能夠流體連通的孔。液壓致動(dòng)器設(shè)有兩個(gè)同時(shí)作用在缸252上的壓力腔室258及259b，以加倍活塞的有效面積而不增加活塞的直徑。
水驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器250如下參照?qǐng)D11c，自流體源如自來水總管(圖中未示)供應(yīng)的受壓水進(jìn)入進(jìn)口205并沿著線路112、孔210及管43流到淋浴頭41(圖7及8所示)。當(dāng)使用者希望將雙模軟管轉(zhuǎn)換成剛性模式時(shí)，他向內(nèi)推柱塞151(圖11a)。這樣就促使經(jīng)止回閥200及出口160供應(yīng)的受壓水通過線路211與腔室258、259b流體連通，迫使缸殼體252遠(yuǎn)離選擇器150移動(dòng)。腔室259a內(nèi)的水通過排出口156排出。腔室258、259b內(nèi)的水通過止回閥被流體阻滯。結(jié)果，一個(gè)相對(duì)高的張力作用在線纜38上而使雙模軟管轉(zhuǎn)換成剛性狀態(tài)。與前面實(shí)施方式的原理相似，可以通過在腔室259a內(nèi)積水獲得撓性。
圖11d所示是圖11a-c所示液壓致動(dòng)器的立體圖?？梢钥闯觯谶@種結(jié)構(gòu)中，致動(dòng)器的外部形狀是均勻的。
圖23-26所示是與本發(fā)明較佳實(shí)施方式的管裝置組成一體的液壓致動(dòng)器的橫剖面圖。其中，圖23所示是一個(gè)可用在本發(fā)明流體驅(qū)動(dòng)雙模軟管中的流體操作旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器300。致動(dòng)器300包括一設(shè)有旋轉(zhuǎn)指示器303的殼體301，旋轉(zhuǎn)指示器303通過鍵305固定在軸304上。殼體301還包括一個(gè)緩沖器308及流體入\出口310a及b。可以根據(jù)箭頭進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)維持導(dǎo)引流體通過致動(dòng)器。
圖24所示是一個(gè)將線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或相反的流體操作旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器325。致動(dòng)器325包括一個(gè)具有端帽328a及b的缸326，端帽328a及b分別具有流體流入\出口332a及b。一個(gè)具有齒條329的可移動(dòng)接合的活塞327位于缸326內(nèi)。齒條329與通過鍵334固定連接在軸331上的小齒輪330的圓形齒輪齒相嚙合?；钊?27通過入\出口332a及b控制的受壓流體流移動(dòng)而推動(dòng)齒條329作線性移動(dòng)，而使小齒輪330及軸331旋轉(zhuǎn)。軸331可以連接到張力裝置如線纜以將前面所示雙模軟管從撓性模式轉(zhuǎn)換成剛性模式，反之亦然。
圖25所示是使用前面所述旋轉(zhuǎn)選擇器閥350的液壓致動(dòng)器400的另一種可能模式。選擇器閥350通過流體線路401及402控制流體流以轉(zhuǎn)換致動(dòng)器325。雙模軟管的線纜38被連接到滑輪403，并如前面所述固定連接到旋轉(zhuǎn)軸331。致動(dòng)器再次分別將雙模軟管從撓性模式轉(zhuǎn)換成剛性模式。
圖26所示是再次使用選擇器閥350的另一種液壓致動(dòng)器450，該選擇器閥350通過線路501及502控制到液壓致動(dòng)器450的流體流。與前面的較佳實(shí)施方式相同，連接致動(dòng)器到設(shè)置在雙模軟管內(nèi)的線纜可以致動(dòng)撓性模式與剛性模式之間的轉(zhuǎn)換。
需要提及的是可以使用其他類型的致動(dòng)器如機(jī)械的、流體的或任何其他類型而不限制本發(fā)明的范圍。
圖12-17所示是接合在本發(fā)明較佳實(shí)施方式的撓性與剛性雙模軟管內(nèi)的不同類型的中空結(jié)合件。其中，圖12所示是由一端的球面80、外部環(huán)形圓柱面81、球形外表面71及內(nèi)部腔75所限定的一個(gè)中空結(jié)合件36。另一端由一具有環(huán)形錐面72的管狀部82、一圓柱形內(nèi)表面84及內(nèi)部球形肩部83限定。每一個(gè)中空結(jié)合件均可樞轉(zhuǎn)并可相對(duì)于相鄰的結(jié)合件在3D基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)。外部球面80與相鄰的結(jié)合件的相應(yīng)內(nèi)部球形肩部83相鄰設(shè)置以在結(jié)合件處于剛性模式時(shí)防止相對(duì)移動(dòng)。由于圓柱形部所形成的鼻部，一個(gè)結(jié)合件相對(duì)于另一個(gè)的彎曲范圍有限，該圓柱形部由與圓柱形內(nèi)表面84相鄰旋轉(zhuǎn)的外部環(huán)形圓柱面81限定。鼻部在由管狀部82的圓柱形內(nèi)表面所確定限度內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。
圖13及14所示的分別是相似限定的中空結(jié)合件35及33，然而，相鄰中空結(jié)合件之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由于表面70及內(nèi)表面73(凹面)的不對(duì)稱而被僅限于2D。表面70可以以如圖14中的結(jié)合件33所示的方式平行于內(nèi)表面73，或者表面70可以相似于圖13中的結(jié)合件35與內(nèi)表面73垂直。如果使用如圖13所示的結(jié)合件35作相鄰的結(jié)合件，可能形成一個(gè)軟管，該軟管內(nèi)每?jī)蓚€(gè)連續(xù)的結(jié)合件之間的移動(dòng)是在不同的平面?；蛘?，表面70與內(nèi)表面73之間可以具有任何中間角度，以符合任何期待角度及軟管剛性的可能性。
圖15、16及17所示是分別具有插入件87、89及91的相似的中空結(jié)合件。這些插入件進(jìn)一步限制中空結(jié)合件之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)結(jié)合件接合在一起時(shí)，結(jié)合件的結(jié)構(gòu)限制另一個(gè)內(nèi)部的結(jié)合件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)結(jié)合件的內(nèi)表面如圖14中的結(jié)合件33不對(duì)稱時(shí)，由這樣的結(jié)合件所組成的軟管的部分不能在3D的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)，而僅限于2D。這樣允許使用并控制相對(duì)長(zhǎng)且厚的軟管。
圖18及19所示是兩種接合在本發(fā)明較佳實(shí)施方式的管中的兩種類型的結(jié)合件。中空結(jié)合件的不對(duì)稱與插入件一起防止中空的卷邊脫離并能使用較長(zhǎng)的雙模軟管。圖18所示是由對(duì)稱的中空結(jié)合件36組成的彎曲軟管，圖19所示的是由不對(duì)稱的中空結(jié)合件35組成的彎曲軟管。
圖20、21及22所示分別是裝配有本發(fā)明另一種較佳實(shí)施方式的流體致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的浴缸、淋浴器及洗滌槽。圖20所示是裝有液壓致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的浴缸。其可選擇地在由桿40控制的自來水總管與淋浴臂組件25之間設(shè)一個(gè)附加軟管508。在這種方式中，雙模軟管30的第一端31及液壓致動(dòng)器100可以與墻或者任何其他與水源遠(yuǎn)的元件相連接。
圖21所示是裝配有液壓致動(dòng)撓性與剛性雙模軟管的淋浴器。淋浴臂組件25也可以設(shè)置在由支撐件509把持的淋浴器內(nèi)。附加軟管508通過螺母34連接水源與雙模軟管30。相似地，洗滌槽507也裝有淋浴臂組件25。
需要說明清楚的是本發(fā)明的撓性與剛性雙模軟管可以用在任何應(yīng)用中而不僅僅是家庭應(yīng)用。由于本發(fā)明雙模軟管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，不管是機(jī)械致動(dòng)還是液壓致動(dòng)，該雙模軟管均可連接到任何水壓力源。
除水傳輸外，本發(fā)明的軟管裝置也可以用于其他用途。例如，傳輸電線或者從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)的其它金屬線可以應(yīng)用本發(fā)明的軟管。在這種場(chǎng)合，顯然使用機(jī)械致動(dòng)器。
需要說明清楚的是較佳實(shí)施方式的描述及附圖僅是為了更好的理解本發(fā)明，而不限制下面權(quán)利要求所涵蓋的范圍。
還需要說明清楚的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本說明書后對(duì)附圖及上面所描述的較佳實(shí)施方式可能作出的調(diào)整或修改仍將被下面的權(quán)利要求涵蓋。
權(quán)利要求
1.一撓性與剛性雙模軟管，所述雙模軟管包括多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件，這些中空結(jié)合件限定了一個(gè)具有第一端、第二端及加長(zhǎng)中空部的軟管；一個(gè)穿過所述加長(zhǎng)中空部從所述第一端延伸到所述第二端的撓性管；一個(gè)從所述第一端延伸到所述第二端的張力裝置，所述張力裝置具有第一低張力狀態(tài)及第二高張力狀態(tài)，在第一低張力狀態(tài)內(nèi)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件中的每一個(gè)相對(duì)于相鄰的中空結(jié)合件旋轉(zhuǎn)，在第二高張力狀態(tài)內(nèi)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件一起受力而使中空結(jié)合件之間大致沒有相對(duì)移動(dòng)；用于在所述張力裝置上施加不同張力的致動(dòng)裝置；由此，在第一低張力狀態(tài)，雙模軟管是撓性模式，在第二高張力狀態(tài)，雙模軟管保持剛性狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述撓性管用于傳輸流體。
3.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述張力裝置是一根連接到所述致動(dòng)裝置的線纜。
4.如權(quán)利要求3所述的雙模軟管，其特征在于，所述線纜穿過所述撓性管。
5.如權(quán)利要求4所述的雙模軟管，其特征在于，所述線纜大致與所述撓性管同軸。
6.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述致動(dòng)裝置是機(jī)械致動(dòng)器。
7.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述致動(dòng)裝置是機(jī)械致動(dòng)器且所述張力裝置是一根線纜，所述機(jī)械致動(dòng)器具有一個(gè)通過樞轉(zhuǎn)桿移動(dòng)的可移動(dòng)元件，所述可移動(dòng)元件連接到所述線纜。
8.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述致動(dòng)裝置是一個(gè)液壓致動(dòng)器。
9.如權(quán)利要求8所述的雙模軟管，其特征在于，所述致動(dòng)裝置是流體連接到自來水總管的線性液壓致動(dòng)器，所述張力裝置是一根線纜，所述線性液壓致動(dòng)器內(nèi)裝有一連接到所述線纜的可移動(dòng)活塞，所述可移動(dòng)活塞的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于所述線性液壓致動(dòng)器內(nèi)水的路徑。
10.如權(quán)利要求9所述的雙模軟管，其特征在于，所述線性液壓致動(dòng)器裝有用于在沒有水供應(yīng)時(shí)防止水從所述線性液壓致動(dòng)器內(nèi)排出的止回閥。
11.如權(quán)利要求9所述的雙模軟管，其特征在于，所述自來水總管通過一將所述線性液壓致動(dòng)器旁路的旁路管向所述撓性管供水。
12.如權(quán)利要求8所述的雙模軟管，其特征在于，所述致動(dòng)裝置是一包括流體連接到自來水總管的可移動(dòng)殼體的線性液壓致動(dòng)器，所述張力裝置是連接到裝在可移動(dòng)殼體內(nèi)的活塞的一根線纜，所述殼體的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于進(jìn)入所述線性液壓致動(dòng)器內(nèi)水的路徑，以在第二高張力狀態(tài)時(shí)所述可移動(dòng)殼體將所述多個(gè)毗連結(jié)合件一個(gè)推在另一個(gè)上。
13.如權(quán)利要求8所述的雙模軟管，其特征在于，所述液壓致動(dòng)器選自于一組致動(dòng)器如旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器、馬達(dá)、轉(zhuǎn)換器及線性致動(dòng)器。
14.如權(quán)利要求8所述的雙模軟管，其特征在于，還裝有一個(gè)選擇器，該選擇器用于控制到所述致動(dòng)器內(nèi)的流體流，以控制所述液壓致動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求14所述的雙模軟管，其特征在于，所述選擇器選自于一組選擇器，如一個(gè)線性選擇器及一個(gè)旋轉(zhuǎn)選擇器。
16.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述多個(gè)毗連接合的具有鼻部?jī)?nèi)的第三端及第二部?jī)?nèi)的第四端的中空結(jié)合件中至少一個(gè)是由位于第三端的球面及所述鼻部的外部環(huán)形圓柱面、一個(gè)位于所述鼻部與所述第二部之間的球形外表面、一個(gè)位于第四端的環(huán)形錐面及一個(gè)圓柱形內(nèi)表面及所述第二部?jī)?nèi)的內(nèi)部球形肩部限定。
17.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述多個(gè)毗連接合的具有鼻部?jī)?nèi)的第三端及第二部?jī)?nèi)的第四端的中空結(jié)合件中至少一個(gè)是由位于第三端的凸面及所述鼻部的外部環(huán)形圓柱面、一個(gè)位于所述鼻部與所述第二部之間的球形外表面、一個(gè)位于第四端的環(huán)形錐面及一個(gè)圓柱形內(nèi)表面及所述第二部?jī)?nèi)的內(nèi)部凹入肩部限定。
18.如權(quán)利要求16所述的雙模軟管，其特征在于，所述凸面大致平行于所述內(nèi)部凹入肩部。
19.如權(quán)利要求16所述的雙模軟管，其特征在于，所述凸面與所述內(nèi)部凹入肩部大致垂直。
20.如權(quán)利要求1所述的雙模軟管，其特征在于，所述雙模軟管在第一端連接到淋浴頭且在第二端連接到自來水總管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換成剛性管的撓性管。該撓性與剛性雙模軟管包括多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件，這些接合的中空結(jié)合件定義了一個(gè)具有第一端、第二端及加長(zhǎng)中空部的管。一個(gè)撓性管及一根線纜延伸穿過所述中空部。所述線纜用作在中空結(jié)合件上施加張力的裝置。所述管具有一個(gè)撓性狀態(tài)及一個(gè)剛性狀態(tài)，在撓性狀態(tài)時(shí)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件中的每一個(gè)可以相對(duì)于相鄰的中空結(jié)合件旋轉(zhuǎn)，在剛性狀態(tài)時(shí)，所述多個(gè)毗連接合的中空結(jié)合件被線纜壓在一起以使相鄰的中空結(jié)合件之間大致沒有相對(duì)移動(dòng)。致動(dòng)裝置，其可以機(jī)械或流體操作，用于在線纜上施加不同的張力。
文檔編號(hào)E03C1/04GK1658782SQ03813726
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月11日
發(fā)明者梅納什·沙米爾, 雷·金, 塞繆爾·羅森鮑姆 申請(qǐng)人:手提淋浴器有限公司